ES2225318T3 - Procedimiento para la dispersion de un material de fibras de papel asi como instalacion para realizar el procedimiento. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la dispersión de material de fibras de papel con las siguientes etapas: 1.1.disposición de un material (S1) acuoso de fibras de papel;

Description

Procedimiento para la dispersión de un material de fibras de papel, así como instalación para realizar el procedimiento.

La invención se refiere a un procedimiento para la dispersión de material de fibras de papel según el preámbulo de la reivindicación 1.

Los procedimientos del tipo indicado anteriormente se emplean, por ejemplo, para mejorar la calidad del material de fibras que se ha obtenido de papel usado. Se sabe que el material de fibras de papel puede homogeneizarse por dispersión y con ello puede mejorarse fundamentalmente. Para ello se elabora un material de fibras de alta consistencia que presenta un contenido en materia seca entre el 15 y 35%. En muchos casos se dispersa con una temperatura que se sitúa ampliamente por encima de la temperatura ambiente. Las guarniciones del dispersor con las que se realizan procedimientos de este tipo son compactas y tienen una magnífica acción dispersora. No obstante, suponen un flujo homogéneo del material. Dado que el tiempo de estadía entre ellos de la materia sólo es muy corto, no pueden compensarse las irregularidades. La consecuencia sería una dispersión no homogénea.

En el caso del proceso de espesamiento realizado se seca por presión una parte considerable del agua presente anteriormente en el material de fibras, con lo que, en primer lugar, aumenta fundamentalmente su viscosidad en la dispersión y, en segundo lugar, dado el caso, tiene que calentarse conjuntamente menos agua. Una máquina especialmente económica para el espesamiento es la prensa de extrusión. En el caso de una prensa de extrusión, la suspensión de material de fibras se seca por prensado entre un tornillo sin fin de transporte y una envoltura agujereada que lo rodea, con lo que el agua sale a través de los huecos de la envoltura. El cuerpo prensado o tapón que se forma con ello se expulsa fuera del tornillo sin fin y se parte en trozos parciales. Los trozos parciales son relativamente grandes y, por tanto, conducen a un caudal irregular a través de los aparatos subsiguientes.

A partir del documento DE 197 12 653 A1 se conoce un dispositivo de dispersión en el que se alimenta directamente el tapón que se origina en una prensa de extrusión. Además, se tritura en una herramienta de fragmentación con rascadores o cuchillas que se encuentran en el conducto de alimentación del dispersor.

La tarea de la invención es crear un dispositivo con el que se consiga alimentar a la dispersión el tapón de alta consistencia que llega de la prensa de extrusión, de manera que se garantice una dispersión especialmente uniforme con una alta seguridad de funcionamiento.

Esta tarea se soluciona totalmente mediante las características citadas en la parte caracterizadora de la reivindicación 1.

Con ayuda del nuevo procedimiento es posible elaborar un material de alta consistencia que puede procesarse correctamente en un dispersor. El cilindro de martillos empleado según la invención toma los trozos de tapón comprimidos al prensar el agua y los fracciona, especialmente porque los martillos giratorios actúan conjuntamente con las piezas de impacto que están fijas en el perímetro. Los fragmentos mayores permanecen más tiempo en la zona de tratamiento hasta que puedan pasar, de manera que el flujo de material al dispersor se vuelve muy homogéneo. Entonces se tritura adicionalmente y se arremolina en la zona radialmente interna de las guarniciones del dispersor, con lo que se originan aglomeraciones de fibras muy finas. En caso de que así se desee, la alimentación de vapor se realiza en una zona de calentamiento aguas abajo de las guarniciones para calentar el material a la temperatura necesaria. Además, como consecuencia de la trituración llevada a cabo es suficiente con un tiempo de calentamiento relativamente corto. La verdadera dispersión, es decir, la modificación de las propiedades del material, tiene lugar en la zona de dispersión de las guarniciones, que está adyacente aguas abajo.

La invención y sus ventajas se explican mediante dibujos. A este respecto, muestran:

la figura 1, de forma esquemática, la instalación para realizar el procedimiento según la invención;

la figura 2, otra vista de una instalación similar;

la figura 3, de forma esquemática, el dispositivo de distribución según la invención.

La figura 1 muestra detalles de una instalación que es especialmente adecuada para realizar el procedimiento según la invención. En la parte superior de la imagen se observa la prensa 8 de extrusión en la que, a partir del material S1 acuoso de fibras de papel, se seca por presión una gran parte del agua W. Con ello se genera un material S2 de fibras compacto altamente consistente que se rompe en grandes trozos al final de la prensa de extrusión y cae hacia abajo en un pequeño pozo 10 de caída en el dispositivo 9 de distribución que se encuentra debajo. Éste incluye como componente fundamental un cilindro 1 de martillos con martillos 2 fijados en él y movidos de forma giratoria. El cilindro 1 de martillos trabaja conjuntamente con piezas 3 de impacto que se están fijas, aplicadas en la periferia, es decir, en la carcasa del dispositivo 9 de distribución, de manera que puede producirse la acción ya descrita. Este tipo de piezas de impacto pueden ser, tal como se muestra aquí, en forma de varillas, con alineación radial o, por ejemplo, también cúbicas o en forma de discos. A través de una tolva 11 de caída, el material S3 de fibras altamente consistente tratado de esta manera llega a un tornillo 7 sin fin de transporte que está instalado directamente antes del dispersor 4. Este tornillo 7 sin fin impulsa el material S3 de fibras a la zona central del dispersor 4, de manera que llega entre las guarniciones 5 y 6 del dispersor y se dispersa. Las guarniciones presentan hileras dentadas concéntricas que se ensamblan axialmente entre sí, las cuales se desplazan entre sí con una pequeña separación. Por tanto, el rotor y el estator no se presionan uno contra el otro. Este tipo de guarniciones del dispersor son especialmente efectivas, sin embargo, requieren un flujo de material lo más uniforme posible para la dispersión homogénea.

En muchos casos se lleva el material para la dispersión a una alta temperatura, para lo cual está presente aquí una alimentación 12 de vapor. Con ayuda de esta alimentación 12 de vapor se alimenta vapor D de agua caliente en el espacio entre las dos guarniciones del dispersor. De forma conveniente esto tiene lugar en una zona 13 caliente en forma de anillo que se encuentra radialmente dentro de la verdadera zona 14 del dispersor de las guarniciones. En la zona 14 del dispersor actúan las hileras dentadas que se ensamblan unas en otras, de manera que el material de fibras de papel de alta consistencia se dispersa de forma conocida en sí misma. Luego, el material S4 de fibras de papel dispersado sale del dispersor a través de una abertura del fondo.

La figura 2 ilustra la disposición de los dispositivos empleados para realizar el procedimiento en otra vista, y, concretamente, en la dirección de observación del dispersor 4. Empleando un dispositivo 4 de distribución construido según las reivindicaciones se consigue no sólo una distribución óptima del material que se presenta en la prensa 8 de extrusión, sino también la ventaja de una disposición que permite ahorrar espacio. En el caso de la realización industrial del procedimiento debe seleccionarse una prensa 8 de extrusión con un diámetro del eje relativamente grande debido concretamente a las cantidades relativamente grandes. El material de fibras que se presenta al final del eje sin fin no es fluido y, por tanto, debería poder caer hacia abajo verticalmente de forma fundamentalmente libre. La posición del dispositivo 9 de distribución de la forma indicada permite captar el material de fibras que se presenta en todo el diámetro de la prensa 8 de extrusión y, tras el tratamiento correspondiente, desviarlo al pozo 10 de caída que se dispone debajo. Por tanto, es apropiado disponer el cilindro 1 de martillos en ángulo recto respecto a la dirección principal de transporte de la prensa 8 de extrusión. Esta unidad, es decir, el eje de tornillo sin fin y el dispositivo 9 de distribución, pueden disponerse entonces de forma conveniente en relación con el dispersor 4, en función de las condiciones espaciales.

La figura 3 muestra la estructura básica del dispositivo 9 de distribución con el cilindro 1 de martillos. El cilindro 1 de martillos con longitud L incluye un número de martillos 2 cuyos extremos más exteriores giran en un círculo con el diámetro D. Éstos actúan conjuntamente con las piezas 3 de impacto fijadas en la carcasa 15 de este dispositivo. Con ello se consigue que el material de fibras de papel de trozos gruesos que se presenta primero se triture. La trituración tiene lugar ya con una acción de fuerza relativamente reducida, lo que debe conducir a que sólo este comprimido el material de fibras de papel que se presenta aquí y a que sólo lleve a disolver nuevamente este compuesto. Esto no puede compararse, por ejemplo, con el papel usado presente en bandas húmedas, tal como se trata, por ejemplo, en una deshilachadora. De forma conveniente, las separaciones a entre las piezas 3 de impacto fijas contiguas axialmente se seleccionan de tal manera que el material S2 de fibras de alta consistencia se calibra en medio, de manera que se evita, por tanto, el paso de trozos de material triturados todavía demasiado poco. Las partículas que han pasado a través tienen entonces una medida máxima definida en una dirección de estiramiento de, por ejemplo, 30 mm. Eventualmente, la separación a debe determinarse mediante un ensayo sencillo. También podría ser ventajoso hacerla variable, de manera que la máquina pueda ajustarse a diferentes requisitos. También la separación b axial entre los martillos 2 y las piezas 3 de impacto que se encuentran tiene una intensa influencia sobre la acción de trituración de este dispositivo. Ésta es de forma ventajosa entre 5 y 20 mm.

La forma de los martillos 2 o las piezas 3 de impacto ha de seleccionarse de forma conveniente. Aquí se muestran formas muy simples para mostrar únicamente el funcionamiento. También pueden tener, por ejemplo, forma de hoz o estar colocados de forma inclinada vistos en la dirección perimetral. También puede concebirse dotarlos de blindajes sin desgaste para prolongar su vida útil.

Claims (19)

1. Procedimiento para la dispersión de material de fibras de papel con las siguientes etapas:

1.1.

disposición de un material (S1) acuoso de fibras de papel;

1.2.

secado por presión de una parte del agua (W) para formar un material (S2) de fibras de papel con trozos gruesos de alta consistencia;

1.3.

transportar el material de fibras de papel de alta consistencia a un dispersor (4);

1.4.

dispersión con un dispersor (2) que presenta como mínimo dos guarniciones (5, 6) del dispersor, las cuales contienen en cada caso varias hileras dentadas que se engranan unas dentro de otras y que se mueven relativamente entre sí con una separación, con lo que se dispersa el material de fibras de papel altamente consistente,

caracterizado porque

1.5.

el material (S2) de fibras de trozos gruesos con alta consistencia se proporciona antes de la dispersión en el área de acción de un cilindro (1) de martillos giratorio, el cual está dotado de martillos (2) giratorios que actúan conjuntamente con piezas (3) de impacto periféricas que están fijas, de manera que tiene lugar un aflojamiento y una compensación del material (S2) de fibras altamente consistente.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el cilindro (1) de martillos está dispuesto de forma esencialmente horizontal y porque el material llega desde arriba a la zona de acción del cilindro (1) de martillos.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el secado por presión del agua se lleva a cabo con ayuda de una prensa (8) de extrusión.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque la dirección de transporte de la prensa (8) de extrusión es horizontal y porque la línea central del cilindro (1) de martillos se dispone en un ángulo recto respecto a ésta y de forma horizontal.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los martillos (2) se desplazan con una velocidad angular entre 1 y 5 m/s.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque los martillos (2) se desplazan con una velocidad angular entre 2 y 4 m/s.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el material (S2) de fibras de alta consistencia se calibra entre piezas (3) de impacto que se disponen con una separación (a).

8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque la medida máxima de los trozos de material de fibras calibrados se ajusta en una dirección de estiramiento a un valor entre 5 y 50 mm.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque con el cilindro (1) de martillos se transmite un trabajo específico de menos de 1 kWh/t al material de fibras.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el material de fibras, tras pasar por el cilindro (1) de martillos, cae a un tornillo (7) sin fin de transporte que lo introduce centralmente en el dispersor (4).

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el material (S3) de fibras de alta consistencia se calienta mediante vapor (D) de agua alimentado entre las guarniciones (5, 6) del dispersor.

12. Instalación para realizar el procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes con una prensa (8) de extrusión para generar el material (S2) de fibras de papel de trozos gruesos de alta consistencia, así como un dispersor (4) que se conecta, caracterizado porque entre la prensa (8) de extrusión y el dispersor (4) está presente un dispositivo (9) de distribución que contiene como mínimo un cilindro (1) de martillos giratorio en el que se encuentra un número de martillos (2) y porque el dispositivo (9) de distribución presenta un número de piezas (3) de impacto, que se extienden desde la pared interna de su carcasa (15) de forma fundamentalmente radial hacia dentro, de manera que sobresalen radialmente en su área de acción a una distancia (a) axial respecto a los martillos (2) contiguos correspondientes.

13. Instalación según la reivindicación 12, caracterizada porque el cilindro (1) de martillos se dispone de forma fundamentalmente horizontal.

14. Instalación según la reivindicación 12 o 13, caracterizada porque el diámetro (D) más exterior de los martillos (2) tiene un tamaño de entre 200 y 1000 mm.

15. Instalación según la reivindicación 12, 13 o 14, caracterizada porque las piezas (3) de impacto tienen forma de varilla.

16. Instalación según la reivindicación 12, 13 o 14, caracterizada porque las piezas (3) de impacto tienen forma de disco.

17. Instalación según la reivindicación 12, 13, 14, 15 o 16, caracterizada porque la separación (a) axial entre los martillos (2) contiguos axialmente está en el intervalo de tamaño entre 10 y 100 mm.

18. Instalación según la reivindicación 12, 13, 14, 15, 16 o 17, caracterizada porque la separación (b) axial entre los martillos (2) y las piezas (3) de impacto que se encuentran está en el intervalo de tamaño entre 5 y 50 mm.

19. Instalación según la reivindicación 12, 13, 14, 15, 16, 17 o 18, caracterizada porque la longitud (L) del cilindro (1) de martillos corresponde al diámetro exterior del tornillo sin fin de la prensa (8) de extrusión con una tolerancia de \pm 20%.